Назначение
Установка поверочная УСВП-30 предназначена для воспроизведения единицы скорости потока газа (воздуха) и передачи единицы величины в соответствии с государственной поверочной схемой по ГОСТ 8.542-86.
Описание
Принцип действия установки УСВП-30 (далее-установка) состоит в создании потока воздуха в аэродинамической трубе содержащей рабочий участок, расположенный в разомкнутой части трубы, в который помещается исследуемый преобразователь скорости потока газа (воздуха), входящего в состав рабочих средств измерения расхода, объема (массы) газа, а также скорости воздушного потока. Скорость потока воздуха в тракте
установки регулируется путем изменения частоты вращения вентилятора. В рабочем участке установки установлены следующие эталонные средства измерения скорости потока воздуха:
- термоанемометрический преобразователь скорости воздушного потока для измерения скорости воздуха в диапазоне от 0,1 до 1,8 м/с;
- пневмометрическая трубка Пито-Прандтля для измерения скорости воздуха в диапазоне от 1,8 до 35,0 м/с.
В работу установки заложены следующие функции:
- создание, воспроизведение и передача единицы скорости воздушного потока от установки к рабочему средству измерения;
- измерение эталонного значения скорости воздушного потока воздуха;
- измерение токового сигнала от испытуемого рабочего средства измерения скорости воздушного потока воздуха;
В состав установки входят следующие основные блоки: аэродинамическая труба, средства измерения скорости потока, рама и система измерений обработки и регистрации результатов измерений.
За выполнение первой функции установки отвечает аэродинамическая труба, в проточном тракте которой движение воздуха осуществляется путем всасывания воздуха из атмосферы с помощью вентилятора.
Аэродинамическая труба состоит из трех основных блоков:
- первого блока формирующего профиль скорости воздушного потока;
- второго блока создающего движение воздушного потока;
- герметичной измерительной камеры, объединяющей первые два блока.
Первый блок содержит в своем составе входное сопло, форкамеру и формирующее сопло.
Второй блок, представляющий собой безотрывный диффузор, содержащий в своем составе входной участок, вентилятор и выходную часть диффузора.
Измерительная камера представляет собой герметичный сосуд прямоугольной формы, изготовленный из прозрачного оргстекла
Внешний вид установки представлен на рисунке 1.
Отбор воздуха из окружающей атмосферы осуществляют через входное сопло, создающее предварительное ускорение всасываемого воздуха и осуществляющее предварительное формирование прямолинейного профиля скорости потока, за счет встроенного струевыпрямителя. Струевыпрямитель снижает чувствительность к возмущениям, обусловленными потоками воздуха в помещении.
Рисунок 1. Внешний вид установки
Дальнейшее формирование и выравнивание профиля скорости происходит в форкамере, снабженной выравнивающей сеткой.
Из форкамеры поток воздуха попадает в формирующее сопло, с помощью которого достигается необходимая средняя скорость потока воздуха и приближение к прямолинейному профилю выходной скорости за счет сжатия потока в отношении 1:4.
Поток воздуха, и истекающий из формирующего сопла, попадает в свободное пространство измерительной камеры.
На расстоянии 250 мм от выходного сечения формирующего сопла соосно установлен входной участок диффузора второго блока.
Свободный объем пространства между формирующим соплом и входным участок диффузора второго блока представляет собой условный «рабочий участок». Диаметр входной части заборного участка диффузора больше, чем выходной диаметр формирующего сопла, что позволяет входному участку диффузора захватывать все линии потока воздуха истекающего из формирующего сопла первого блока.
С целью исключения размывания струи в рабочем участке выходная часть формирующего сопла и входной участок диффузора заключены в герметичную измерительную камеру, обеспечивающую замкнутость аэродинамической трубы.
Камера имеет дверцу, обеспечивающую свободный допуск к рабочему участку, которая герметично закрывается во время работы аэродинамической трубы. Камера имеет резиновые манжеты, позволяющие герметично устанавливать испытываемый преобразователь скорости.
После входного сопла диффузора последовательно встроены струевыпрямитель, вентилятор и восстанавливающая часть диффузора.
Струевыпрямитель предотвращает передачу закрутки потока воздуха в рабочий участок, вызванной работой вентилятора. Вентилятор представляет собой
высокопроизводительный регулируемый гибридный вентилятор, используемый преимущества осевого (высокая скорость потока) и центробежного (большой напор) вентиляторов.
Регулирование скорости оборотов двигателя вентилятора (скорости воздушного потока) осуществляется либо вручную, либо автоматически.
Термоанемометрический преобразователь скорости воздушного потока и пневмометрическая трубка Пито-Прандтля, в совокупности с вторичными преобразователями и необходимым составом средств измерения параметров воздуха (потока), обеспечивают выполнение с второй функции установки- измерение эталонного значения скорости воздушного потока передаваемого испытываемым рабочим средствам измерения скорости потока газа (воздуха).
Место пломбирования
Рисунок 2. Место пломбирования измерительной системы установки
Программное обеспечение
С целью автоматизации работы установки в ее состав входит система измерений, регистрации и обработки результатов измерений типа Westi-Box с программным обеспечением (ПО), отвечающим алгоритмам измерения руководства по эксплуатации. Основные функции программного обеспечения Westi-Box:
- управление работой установки (пуск, остановка, установление необходимого значения скорости воздушного потока посредством управления двигателем вентилятора);
- измерение сигналов от термоанемометрического преобразователя скорости и средств измерений трубки Пито-Прандтля, а также вычисления эталонного значения скорости воздушного потока;
- измерение выходного токового сигнала поверяемого средства измерения скорости воздушного потока. В том случае, если выходной сигнал поверяемого средства измерения не согласуется с Westi-Box, то значения скорости потока с поверяемого СИ вводятся с клавиатуры вручную с последующих внесением их в базу данных Westi-Box;
- синхронизация измерительных каналов;
- регистрация измеренных параметров и их отображение на мониторе ПК;
- выдача измеренных, вычисленных и зарегистрированных данных в виде протокола; - ведение архива данных.
Программное обеспечение установки поверочной УСВП-30 является выносным и устанавливается на персональный компьютер (ПК). Контроллер и блок обработки данных соединяются с ПК через USB-интерфейс.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
Т а б л и ц а 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | WestiboxTE |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.0.5.3 |
| Цифровой идентификатор ПО | 2BF30B29 |
| Другие идентификационные данные | _ |
Защита программного обеспечения и ограничение доступа к ПО обеспечиваются установкой общего пароля при входе в операционную систему. Прямой доступ к блоку обработки данных заблокирован путем пломбирования корпуса.
Уровень защиты ПО средний.
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики приведены в таблице 2
Т а б л и ц а 2
| № | Наименование параметра | Значение параметра |
| 1 | Диапазон воспроизведения скорости воздушного потока, м/с: -при использование термоанемометрического преобразователя скорости потока - при использовании трубки Пито-Прандтля | 0,1-1,8 1,8-35,0 |
| 2 | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений скорости, м/с | ± (0,02+0,005W), где W-значение скорости воздушного потока, м/с |
| 3 | Максимальное значение относительного среднего квадратического отклонения 5w скорости воздушного потока, не более, % | 0,23 |
| 4 | Габаритные размеры установки (длина х высота х ширина), мм | 3085 х 1680 х 617 |
| 5 | Масса, кг, не более | 180 |
| 6 | Средняя наработка на отказ стенда, ч | 10000 |
| 7 | Срок службы, лет, не менее | 10 |
| 8 | Условия эксплуатации: - температура окружающей среды °С - атмосферное давление окружающей среды, кПа - относительная влажность воздуха, % | от 15 до 25 от 84 до 106,7 от 30 до 85 |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом в верхнем правом углу титульного листа руководства по эксплуатации; на маркировочной табличке, расположенной на боковой поверхности корпуса блока управления вентилятором, методом диффузионной фотохимии или методом наклейки.
Комплектность
Комплект поставки установки приведен в таблице 3
Т а б л и ц а 3
| Состав оборудования при поставке | Обозначение | Кол. |
| Установка поверочная УСВП-30 | АТ 214-022-2014 | 1 шт. |
| Комплект запасных и монтажных принадлежностей | ЗП 214-022-2014 | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | - | 1экз. |
| Инструкция. ГСИ. Установка УСВП -30.Методика поверки. | МП 214-022-2014 | 1экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП 214-022-2014 «Инструкция. ГСИ. Установка УСВП -30.
Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИР» 26.06.2014г.
Основные средства поверки: Государственный рабочий эталон скорости воздушного потока в диапазоне значений от 0,1 до 60 м/с.
Нормативные документы
1. ГОСТ 8.542-86 «ГСИ. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерения скорости воздушного потока»
2. Техническая документация «Westenberg Wind Tonnels and Measurement Systems».
Рекомендации к применению
Оказание услуг по обеспечению единства измерений.
